DE10152234A1

DE10152234A1 - Device for measured filling of containers with liquid of low viscosity, whereby multiple filling lines with matching filling needles are used to enable high speed filling and relatively simple cleaning

Info

Publication number: DE10152234A1
Application number: DE10152234A
Authority: DE
Inventors: Frank Mueller; Werner Mayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-10-20
Filing date: 2001-10-20
Publication date: 2003-07-24

Abstract

Device (10) for dosing fluid into a container (1) has a distributor (19) from which filling lines (21-24) branch off. Filling needles (26, 27) that can be raised and lowered are used to fill the containers through their openings (2). Each container has at least two filling needles connected to two filling lines.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren einer Flüssigkeit in Behälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus der DE 43 41 934 A1 bekannt ist. Bei der bekannten Vorrichtung zweigen von einem rohrförmigen Verteiler Fülleitungen ab, in deren Verlauf jeweils ein Absperrventil geschaltet ist, um den Durchfluß der im Verteiler unter Druck stehenden Flüssigkeit in die Behälter zu regeln. Die Fülleitungen enden auf der den Behältern zugewandten Seite jeweils in einer Füllnadel, die in die Öffnung des zu befüllenden Behälters heb- und senkbar ist. The invention relates to a device for dosing a Liquid in containers according to the preamble of the claim 1, as is known from DE 43 41 934 A1. In the known device branches from a tubular Distributor filling lines, in the course of each one Shut-off valve is switched to the flow of the Distributor of pressurized liquid into the containers to regulate. The filling lines end on the containers facing side each in a filling needle, which in the Opening of the container to be filled can be raised and lowered.

Aufgrund der Oberflächenspannung der abzufüllenden Flüssigkeit ist der Innendurchmesser der Füllnadel insbesondere bei Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität begrenzt, da ein Nachtropfen am Auslaßende der Füllnadel verhindert werden muß. Der relativ kleine Füllnadelinnendurchmesser hat zur Folge, daß eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der abzufüllenden Flüssigkeit erzeugt wird, die zu einer unruhigen Befüllung mit Schaumbildung führt. Im Extremfall kann es sogar zu Spritzern an der Behältermündung oder zum Austreten von Flüssigkeit aus dem Behälter kommen. Da daher die Strömungsgeschwindigkeit bei vorgegebenem Füllnadelinnendurchmesser einen bestimmten Wert nicht überschreiten sollte, ist auch die Fülleistung der bekannten Vorrichtung begrenzt. Um diesen Nachteil auszugleichen, ist es aus der US 4,375,826 bekannt, am Auslaßende eines Füllrohrs eine Vielzahl von im Durchmesser relativ kleinen Füllrohren vorzusehen, die gemeinsam und gleichzeitig in einen zu befüllenden Behälter die Flüssigkeit abgeben. Um zu verhindern, dass die einzelnen Flüssigkeitssäulen in den einzelnen Füllrohren untereinander in Kontakt geraten, ist es bei der US 4,375,826 ferner erforderlich, dass die Füllrohre zueinander beabstandet sind und ihre Füllrohrenden voneinander sternförmig wegweisen. Die Füllvorrichtung baut daher relativ aufwendig. Außerdem ist die Reinigung derartig ausgebildeter Füllrohre relativ aufwendig. Due to the surface tension of the filling Liquid is the inside diameter of the filling needle especially for liquids with low viscosity limited due to dripping at the outlet end of the filling needle must be prevented. The relatively small one Filling needle inner diameter has the consequence that a high Flow rate of the liquid to be filled is generated, which leads to a restless filling Foaming leads. In extreme cases, it can even Splashing at the mouth of the container or for leaking Liquid comes out of the container. Therefore, since the Flow velocity at a given Filling needle inner diameter does not have a certain value should exceed the filling performance of the known Device limited. To compensate for this disadvantage is it is known from US 4,375,826, at the outlet end of a Filling tube a variety of relatively small in diameter Provide filler tubes that work together and simultaneously in dispense the liquid into a container to be filled. In order to prevent the individual liquid columns in the individual filling pipes come into contact with one another it is also required in US 4,375,826 that the Filling tubes are spaced apart and their filling tube ends Point away from each other in a star shape. The filling device is building therefore relatively expensive. Cleaning is also such trained filling tubes relatively expensive.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dosieren einer Flüssigkeit in Behälter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass sie eine sehr hohe Fülleistung aufweist und gleichzeitig relativ einfach zu reinigen ist. The device according to the invention for dosing a Liquid in a container with the characteristic features of claim 1 has the advantage that it is a has very high filling performance and at the same time relative is easy to clean.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Dosieren einer Flüssigkeit in Behälter sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous further developments of the invention Device for dosing a liquid into containers specified in the subclaims.

drawing

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigen: Two embodiments of the invention are in the Drawing shown and are described in more detail below explained. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Verwendung von magnetisch induktiven Durchflußmessern oder Massendurchflußmessern und Fig. 1 is a schematic representation of the device according to the invention when using magnetic inductive flow meters or mass flow meters and

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei der Verwendung von Wägefüllern oder Zeit-Druck-Füllsystemen ebenfalls in schematischer Darstellung. Fig. 2 shows a device according to the invention when using weighing fillers or time-pressure filling systems also in a schematic representation.

Description of the embodiments

In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 zum Dosieren einer Flüssigkeit, insbesondere einer pharmazeutischen Flüssigkeit, im Behälter 1 dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist eine die Behälter 1 taktweise in Richtung des Pfeiles 11 fördernde Transporteinrichtung 12 auf, zwischen deren in gleichmäßigen Abständen angeordneten Mitnehmerpaaren 13, 14 die Behälter 1 angeordnet sind, welche entlang ihres Förderweges auf einer Schiene 16 entlang gleiten. Oberhalb der Transporteinrichtung 12 ist ein Vorratsbehälter 17 für die Flüssigkeit angeordnet, der über einer Zuführleitung 18 mit einem rohrförmigen Verteiler 19 verbunden ist. Von dem Verteiler 19 zweigen im Ausführungsbeispiel vier Füllrohre 21 bis 24 ab, in deren Verlauf jeweils ein Durchflußmesser 25 geschaltet ist. Der Durchflußmesser 25 ist jeweils beispielsweise als magnetisch induktiver Durchflußmesser oder aber als Massedurchflußmesser ausgebildet. Stromabwärts nach dem Durchflußmesser 25 verzweigt sich jedes Füllrohr 21 bis 24 in zwei Füllrohrabschnitte 21a, 21b bis 24a, 24b, wobei das Ende jedes Füllrohrabschnittes 21a, 21b bis 24a, 24b als Füllnadel 26, 27 ausgebildet ist. Jedem Füllrohrabschnitt 21a, 21b bis 24a, 24b ist weiterhin ein Absperrventil 28 zugeordnet, das mit der Steuereinrichtung der Vorrichtung 10 gekoppelt sind. Die Füllnadeln 26, 27 sind in einem gemeinsamen, nicht dargestellten Füllnadelträger gelagert, welcher in Richtung des Doppelpfeiles 29 auf- und abbeweglich ist. In the FIG. 1 is an apparatus 10 for metering a liquid, in particular a pharmaceutical liquid, shown in the container 1. The device 10 has a transport device 12 which conveys the containers 1 intermittently in the direction of the arrow 11 , between which the carrier pairs 13 , 14, which are arranged at uniform intervals, arrange the containers 1 , which slide along a rail 16 along their conveying path. Above the transport device 12, a reservoir 17 is arranged for the liquid, which is connected via a supply line 18 having a tubular distributor 19th In the exemplary embodiment, four filling pipes 21 to 24 branch off from the distributor 19 , in the course of which a flow meter 25 is connected in each case. The flow meter 25 is designed, for example, as a magnetically inductive flow meter or as a mass flow meter. Downstream of the flow meter 25 , each filling tube 21 to 24 branches into two filling tube sections 21 a, 21 b to 24 a, 24 b, the end of each filling tube section 21 a, 21 b to 24 a, 24 b being designed as a filling needle 26 , 27 , Each filling pipe section 21 a, 21 b to 24 a, 24 b is also assigned a shut-off valve 28 which is coupled to the control device of the device 10 . The filling needles 26 , 27 are mounted in a common filling needle carrier, not shown, which can be moved up and down in the direction of the double arrow 29 .

Die Ansteuerung des Füllnadelträgers ist derart, dass die Füllnadeln 26, 27 während einer Stillstandphase der Transporteinrichtung 12 in die jeweiligen Behälteröffnungen 2 der Behälter 1 abgesenkt werden, um eine entsprechende Menge an Flüssigkeit in die Behälter 1 einzudosieren, und dass nach dem Dosieren der Flüssigkeit in den jeweiligen Behälter 1 die Füllnadeln 26, 27 wieder aus dem Behälter 1 herausgehoben werden, damit die Transporteinrichtung 12 die befüllten Behälter 1 weiter transportieren kann. The control of the filling needle carrier is such that the filling needles 26 , 27 are lowered into the respective container openings 2 of the container 1 during a standstill phase of the transport device 12 in order to dose a corresponding amount of liquid into the container 1 , and that after the liquid has been dosed in the respective containers 1, the filling needles 26 , 27 are lifted out of the container 1 again so that the transport device 12 can transport the filled containers 1 further.

Zur Maximierung der Abfülleistung der Vorrichtung 10 ist vorgesehen, den Innendurchmesser der jeweiligen Füllnadel 26, 27 so groß als möglich zu gestalten, damit es gerade noch zu keinem Nachtropfen der eindosierten Flüssigkeit kommt, d. h. dass die in der Füllnadel 26, 27 unterhalb des entsprechenden Absperrventils 28 befindliche Flüssigkeitssäule durch Oberflächenspannung in der Füllnadel 26, 27 gehalten ist. Der Querschnitt der Behälteröffnung 2 wird bevorzugt weiterhin maximal ausgefüllt, indem eine entsprechende Anzahl von Füllnadeln gleichzeitig einen Behälter 1 bzw. einer Behälteröffnung 2 zugeordnet sind. Durch jede Füllnadel muß somit während eines Dosiervorgangs lediglich eine dem Volumen bzw. der Masse geteilt durch die Anzahl der Füllnadeln entsprechende Menge in den Behälter 1 eindosiert werden. In order to maximize the filling performance of the device 10, it is provided that the inside diameter of the respective filling needle 26 , 27 be made as large as possible so that there is just no dripping of the metered-in liquid, ie that it is in the filling needle 26 , 27 below the corresponding shut-off valve 28 located liquid column is held by surface tension in the filling needle 26 , 27 . The cross section of the container opening 2 is preferably further filled to the maximum by simultaneously assigning a corresponding number of filling needles to a container 1 or a container opening 2 . With each filling needle, only a quantity corresponding to the volume or the mass divided by the number of filling needles has to be metered into the container 1 during a metering process.

Zu Beginn des Eindosierens werden alle Absperrventile 28 von der Steuereinrichtung der Vorrichtung 10 gleichzeitig geöffnet, und am Ende des Dosiervorgangs gleichzeitig von der Steuereinrichtung geschlossen. At the start of metering, all shut-off valves 28 are opened simultaneously by the control device of device 10 , and at the end of the metering process are closed simultaneously by the control device.

In der Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei gleiche Bauteile gegenüber der Vorrichtung 10 mit der selben Bezugsziffer versehen sind. FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the invention, the same components being provided with the same reference number as for the device 10 .

Die in der Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 10a unterscheidet sich von der Vorrichtung 10 gemäß der Fig. 1 dadurch, dass in dem Verteiler 19a die Flüssigkeit unter einem bestimmten Überdruck steht. Dieser Überdruck wird mittels eines Drucksensors 31 im Verteiler 19a erfaßt, welcher mit der Steuereinrichtung der Vorrichtung 10a gekoppelt ist, und entsprechend des gemessenen Drucks die Absperrventile 28a öffnet bzw. schließt. Wiederum sind bei der Vorrichtung 10a vier Behälter 1 vorgesehen, die gleichzeitig gefüllt werden sollen. Im Gegensatz zur Vorrichtung 10 zweigen jedoch von dem Verteiler 19a acht Füllrohre 32 bis 39 ab, deren Durchflußmenge mittels jeweils eines Absperrventils 28a geregelt wird. Jeweils zwei der Füllrohre 32 bis 39 mit ihren entsprechenden Füllnadeln 26a, 27a sind paarweise einem Behälter 1 zugeordnet. The device 10 a shown in FIG. 2 differs from the device 10 according to FIG. 1 in that the liquid in the distributor 19 a is under a certain excess pressure. This overpressure is detected by means of a pressure sensor 31 in the distributor 19 a, which is coupled to the control device of the device 10 a, and opens or closes the shut-off valves 28 a in accordance with the measured pressure. Again, four containers 1 are provided in the device 10 a, which are to be filled simultaneously. In contrast to the device 10, however, eight filling pipes 32 to 39 branch off from the distributor 19 a, the flow rate of which is regulated by means of a shut-off valve 28 a in each case. Two of the filling tubes 32 to 39 with their corresponding filling needles 26 a, 27 a are assigned in pairs to a container 1 .

Ergänzend wird erwähnt, dass anstelle des in der Fig. 2 dargestellten Zeit-Druck-Füllsystems auch ein Füllsystem mit einem Wägefüller vorgesehen sein kann. In diesem Fall entfällt der Drucksensor 31 im Verteiler 19a, und die Schiene 16 ist derart ausgebildet, dass der jeweilige Behälter 1 gewogen werden kann, so dass beim Erreichen des Zielgewichts das jeweilige Absperrventil 28a abschaltet. In addition, it is mentioned that instead of the time-pressure filling system shown in FIG. 2, a filling system with a weighing filler can also be provided. In this case, the pressure sensor 31 is omitted in the distributor 19 a, and the rail 16 is designed such that the respective container 1 can be weighed, so that the respective shut-off valve 28 a switches off when the target weight is reached.

Weiterhin kann die Vorrichtung 10, 10a auch als kontinuierlich arbeitende Vorrichtung ausgebildet sein, das heißt, daß die Transporteinrichtung 12 die Behälter 1 kontinuierlich fördert, und die Füllnadeln 26, 26a, 27, 27a mittels eines an sich bekannten Füllnadelträgers auf einer bestimmten Weglänge während des Befüllens synchron mit den Behältern 1 bewegt werden. Furthermore, the device 10 , 10 a can also be designed as a continuously working device, that is to say that the transport device 12 continuously conveys the container 1 , and the filling needles 26 , 26 a, 27 , 27 a by means of a filling needle carrier known per se on a specific one Path length can be moved synchronously with the container 1 during filling.

Claims

1. Device ( 10 ; 10 a) for dosing a liquid into containers ( 1 ), with a liquid-storing distributor element ( 19 ; 19 a), from the filling lines ( 21 to 24 ; 32 to 39 ) to the containers to be filled ( 1 ) branch off, each filling line ( 21 to 24 ; 32 to 39 ) ending on the side facing away from the distributor element ( 19 ; 19 a) in at least one filling pipe ( 26 , 27 ; 26 a, 27 a), characterized in that each Containers ( 1 ) are assigned to at least two filling tubes ( 26 , 27 ; 26 a, 27 a), which simultaneously meter the liquid into the respective container ( 1 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that each filling tube ( 26 , 27 ; 26 a, 27 a) is assigned a shut-off valve ( 28 ; 28 a) for the liquid.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that in each filling line ( 21 to 24 ) a flow measuring device ( 25 ) for the liquid is arranged and that the filling line ( 21 to 24 ) in the flow direction after the flow measuring device ( 25 ) in each case at least two filling tubes ( 26 , 27 ) assigned to a container ( 1 ) are branched.

4. The device according to claim 2, characterized in that the supply element is a pressurized distributor ( 19 a) and that in the distributor ( 19 a) a pressure sensor ( 31 ) is arranged for detecting the liquid pressure.